聚酰亚胺/锆钛酸铅柔性压电传感器的制备及性能

摘要

发展具备高温稳定性的柔性压电传感器对拓展压电传感器在航空航天等复杂环境下的应用具有十分重要的意义。通过静电纺丝技术和高温烧结方法制备了锆钛酸铅纳米纤维(PZT NFs),将PZT NFs与聚酰亚胺(PI)复合,通过溶液刮涂法制备了PI/PZT NFs复合材料并组装了柔性压电传感器。研究结果表明,PI/PZT NFs复合材料兼具PZT的高压电性与PI的柔性以及良好的热稳定性,基于该复合材料组装的柔性传感器具有宽温度使用范围,在20~250℃范围温度内具有稳定的力-电转换信号,在1 N的压力作用下产生的输出电压最高可达0.52 V,灵敏度最高可达198 mV/N,响应时间最低为116 ms,检测限可达0.01 N,在1000个循环内具有优异的耐疲劳性和信号稳定性,有望应用于高温柔性传感。